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一提到塑料的特点，我们并不陌生。如图2-1所示，例如，塑料的东西拿上去比较轻，放到水里面会浮上来，当点着塑料糖纸或塑料包装纸后，它会燃烧并且熔化滴落，不大一会又凝固了，有时也会冒黑烟，并且发出刺鼻的气味……
图2-1
日常生活中塑料确实曾给我们留下这些印象，但从模具设计的角度讲，还需要更多的了解塑料本身的特点及其成型特性。例如，我们还需要明白塑料的类型、它的缩水特性、它的特性、它的流动性等。了解这些才能够更好的指导模具设计。
塑料是指以树脂为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂，着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料，其中树脂是主体，而添加剂为辅助成分。
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。
树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。
添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。塑料除了极少一部分含100%的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组成成分树脂外，都需要加入添加剂。常用的添加剂有填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂等。
1）填充剂
填充剂也称填料。它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。
2）增塑剂
可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂（用量<10%），则得硬质聚氯乙烯塑料。
3）稳定剂
为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。
4）着色剂
着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。
5）润滑剂
润滑剂的作用是防止塑料在成型时黏在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。
6）抗氧剂
防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化，而使塑料变黄、发裂等。
除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。
1.质量轻
塑料是较轻的材料，相对密度为0.9～2.2。特别是发泡塑料，因为里面有微孔，质地更轻，相对密度仅为0.01。这种特性使得塑料可用于要求减轻自重的产品中。
2.优良的化学稳定性
绝大多数的塑料对酸、碱等化学物质都具有良好的抗腐蚀能力。特别是俗称为塑料王的聚四氟乙烯（F4），它的化学稳定性甚至胜过黄金，放在“王水”中煮十几个小时也不会变质。由于F4具有优异的化学稳定性，是理想的耐腐蚀材料。可以作为输送腐蚀性和黏性液体管道的材料。
3.优异的电绝缘性能
普通塑料都是电的不良导体，其表面电阻、体积电阻很大，用数字表示可达 109～1018Ω击穿电压大，介质损耗角正切值很小。因此，塑料在电子工业和机械工业上有着广泛的应用。
4.热的不良导体，具有消声、减振作用
一般来讲，塑料的导热性是比较低的，相当于钢的1/225～1/75，泡沫塑料的微孔中含有气体，其隔热、隔音、防振性好的优点。如聚氯乙烯（PVC）的导热系数仅为钢材的1/357，铝材的1/1250。在隔热能力上，单玻塑窗比单玻铝窗高40%。将塑料窗体与中空玻璃结合起来后，在住宅、写字楼、病房、宾馆中使用，冬天节省暖气、夏季节约空调开支，好处十分明显。
5.机械强度分布广和较高的强度比
有的塑料坚硬如石头、钢材，有的柔软如纸张、皮革；从塑料的硬度、抗张强度、延伸率和抗冲击强度等力学性能看，分布范围广，有很大的选择余地。
与其他材料相比，塑料也存在着明显的缺点。
（1）回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。
（2）塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如，聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，如苯环等。
（3）塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。
（4）塑料无法被自然降解。塑料无法自然降解，造成了严重的环境污染。塑料垃圾充斥于我们生活的环境中，触目惊心。如人们为了生活方便，大量使用塑料袋购物，结果是白色塑料袋到处飘飞，由于无法自然降解，即使埋藏在地底下，几百年、几千年甚至几万年也不会腐烂。严重污染土壤；而焚烧所产生的有害烟尘和有毒气体，同样会造成对大气环境的污染。
（5）塑料的耐热性能等较差，易于老化。
塑料的分类方法比较多，在此仅介绍两种分类方法。一是根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料。
1.热塑性塑料
热塑性塑料是加热后软化以至流动，冷却后硬化，再加热后又会软化流动的塑料，即运用加热及冷却，可以不断地在固态和液态之间发生可逆的物理变化的塑料。
我们日常生活中使用的大部分塑料都属于这个范畴。因为此种塑料可以回收再次利用，所以注射模具多用此种塑料成型产品。
主要的热塑性塑料包括：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗称有机玻璃）、聚氯乙烯（PVC）、尼龙（Nylon）、聚碳酸酯（PC）、聚氨酯（PU）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚酰胺（PA）。
2.热固性塑料
热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应——交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。热固性塑料多用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中，例如炒锅把手和高低压电器等。
主要的热固性塑料包括：酚醛树脂（PF）、脲醛树脂（UF）、三聚氰胺树脂（MF）、不饱和聚酯树脂（UF）、环氧树脂（EP）、有机硅树脂（SI）、聚氨酯（PU）等。
根据塑料用途的不同，又可以分为通用塑料、工程塑料、特种塑料。
通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料，主要包括：聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。
工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如，聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点，广泛应用于汽车、电器、化工、机械等方面。
特种塑料是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。
塑料技术的发展日新月异，一些新型的塑料材料不断涌现，下面介绍几个塑料材料的最新研究成果。
1.可变色塑料薄膜
英国南安普照敦大学和德国达姆施塔特塑料研究所共同开发出一种可变色塑料薄膜。这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起，实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。这种可变色塑料薄膜为塑料蛋白石薄膜，是由在3D起来的塑料小球组成的，在塑料小球中间还包含微小的碳纳米粒子，因此，光不只是在塑料小球和周围物质之间的边缘区反射，而且也在填在这些塑料小球之间的碳纳米粒子表面反射。这就大大加深了薄膜的颜色。只要控制塑料小球的体积，就能产生只散射某些光谱频率的光物质。
2.塑料血液
英国谢菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”，外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血，可作为急救过程中的血液替代品。这种新型人造血由塑料分子构成，一块人造血中有数百万个塑料分子，这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似，还可携带铁原子，像血红蛋白那样把氧输送到全身。由于制造原料是塑料，因此，这种人造血轻便易带，不需要冷藏保存，使用有效期长、工作效率比真正的人造血还高，而且造价较低。
3.新型防弹塑料
墨西哥的一个科研小组最近研制出一种新型防弹塑料，它可用来制作防弹玻璃和防弹服，质量只有传统材料的1/7～1/5。这是一种经过特殊加工的塑料物质，与正常结构的塑料相比，具有超强的防弹性。试验表明，这种新型塑料可以抵御直径为22mm的子弹。通常的防弹材料在被子弹击中后会出现受损变形，无法继续使用。这种新型材料受到子弹冲击后，虽然暂时也会变形，但很快就会恢复原状并可继续使用。此外，这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配，从而减少对人体的伤害。
4.可降低汽车噪声的塑料
美国聚合物集团公司（PGI）采用可再生的聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯制造成一种新型基础材料，应用于可模塑汽车零部件，可降低噪声。该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫，产生一个屏障层，能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪声，减少幅度为25%～30%，PGI公司开发了一种特殊的一步法生产工艺，将再生材料和没有经过处理的材料有机结合在一起，通过层叠法和针刺法使得两种材料成为一个整体。
在饮料瓶底部或其他塑料器皿底部，都有一个数字（它是一个带箭头的三角形，三角形里面有一个数字），标识代表了不同的意义。市场上塑料充斥于饮品包装及食品包装，有很多人对其毒性认识不够，或根本不清楚，现归类如下，以供学习，如表2-1所示。
表2-1
